02惠炼催化技术问答试用版文档格式.docx

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1.石油的元素组成？

石油基本上由五种元素即碳、氢、硫、氮、氧所组成。

原油中碳的质量分数一般为83.0%—87.0%，氢的质量分数一般为11.0%—14.0%，硫的质量分数一般为0.05%—8.00%，氮的质量分数一般为0.02%—2.00%，氧的质量分数一般为0.05%—2.00%。

2.什么是氢碳比？

原油中氢碳原子比值为氢碳比，一般来说，轻质原油或石蜡基原油氢碳比比较高（约为1.9），而重质原油或环烷基原油氢碳比比较低（约为1.5左右）。

3.什么是蒸气压？

蒸气压是在某一温度下一种物质的液相与其上方的气相呈平衡状态时的压力，也称饱和蒸气压。

蒸气压表示该液体在一定温度下的蒸发和气化的能力，蒸气压愈高的液体愈易于气化。

4.什么是相对密度？

物质的相对密度是其密度与规定温度下水的密度之比。

因为水在4℃时的密度等于1.0000g/cm3，所以通常以4℃水为基准，将温度t℃的油品密度对4℃时的水密度之比称为相对密度。

我国常用的相对密度是d204，欧美各国则常用d15.615.6。

5.什么是API？

API度的定义为：

比重指数（API0）=141.5/d15.615.6-131.5，相对密度愈小的其PAI度愈大。

6.什么是特性因数？

特性因数是一种说明催化裂化原料石蜡烃含量的指标。

UOPK值=（1.8Tc）1/3/d

式中Tc—立方平均沸点，K

D—相对密度（15.6℃/15.6℃）

K值高，原料的石蜡烃的含量高，K值低，原料的石蜡烃的含量低。

在给定的反应温度下，较高K值的石蜡基进料更容易裂化并得到较高的转化率，对于任何原料，K值降低时，焦炭产率增加。

7.什么是馏程？

馏程是指油品的初馏点到干点之间的范围。

一般来说，沸点高的原料由于其分子量大，容易被催化剂表面吸附，因而裂化反应速度较快，沸点高到一定程度后，就会因扩散慢、或催化剂表面积炭快、或气化不好等原因出现相反的情况。

8.什么是苯胺点？

苯胺点是表示油品中芳烃含量的指标。

9.什么是残炭？

残炭是实验室破坏蒸馏（油样在不足的空气中燃烧）后剩留的物质，是用来衡量催化裂化原料的非催化焦生成倾向的一种特性指标。

残炭一般由多环芳烃缩合而成。

10.原料的主要控制指标是什么？

残碳、重金属含量、含水量、含氮化合物、含硫化合物、馏分组成、密度。

11.催化裂化产品有何特点？

气体主要由C3、C4烷烃和烯烃组成，是宝贵的石油化工原料；

汽油中异构烷烃多，二烯烃含量少，辛烷值高，安定性好；

轻柴油的十六烷值低。

12.催化裂化催化剂的主要性能是什么？

催化裂化催化剂性能评定主要包括催化剂的活性、比表面、选择性、稳定性、抗金属能力、粒度分布和抗磨损性能这六个方面。

13.什么是聚式流化？

固体颗粒通常用气体进行流化时，称这为聚式流化。

它的特征是床层形成衡相为气泡分散相，密相为粒子连续相的两相流动。

14.什么是催化剂的比表面积？

催化剂的比表面积是内外表面积的总和。

内表面积是指催化剂微孔内部的表面积。

外表面积是指催化剂微孔外部的表面积。

单位重量的催化剂具有的表面积叫比表面积。

15.什么叫催化剂的骨架密度、颗粒密度和堆积密度？

颗粒骨架本身所具有的密度，即颗粒的质量与骨架实体所占体积之比叫做催化剂的骨架密度，又称真实密度。

把微孔体积计算在内的单个颗粒的密度，叫做催化剂的颗粒密度。

催化剂堆积时，把微孔体积和颗粒间的空隙体积计算在内的密度叫催化剂的堆积密度。

16.什么叫催化剂的磨损指数？

将一定量的微球催化剂放在特定的仪器中，用高速气流冲击4小时后，所生成的小于15微米的细粉重量占大于15微米的细分重量的百分数即为磨损指数。

17.什么叫催化剂的孔体积？

单位重量催化剂所含有的空隙体积称为孔体积。

孔体积是裂化反应催化中心有效性的表示方法。

该值以每一克催化剂的毫升数来表示，同一种催化剂的活性随孔体积的缩小而下降。

18.什么是催化剂的筛分组成？

流化床催化剂的颗粒大小主要在20μm--100μm之间。

小于40μm的叫“细粉”，大于80μm的叫“粗粒”。

粗粒与细粉含量的比值叫“粗度系数”。

粗度系数大时，流化质量差，通常不大于3。

19.催化裂化的催化剂为什么要有一不定期的筛分组成？

颗粒越小，越易流化，表面积也越大。

但气流夹带损失大；

颗粒越大，流化性能差，表面积小，但气流夹带损失小，因此，对催化剂筛分组成有一定的要求。

此外，粒度太大，对设备的磨损也较严重。

20.什么叫催化剂活性？

活性是反映及加快催化裂化反应速度的性能。

催化剂活性的变化主要是由催化剂被金属污染，典型的金属是镍、钒和钠和在再生器中高温失活以及新鲜催化剂补充率的变化等原因。

21.什么是催化剂的平衡活性？

催化裂化采用流化床反应器，催化剂可以不断补充和卸出，因此在一定的补充率时就能维持一个比较稳定的活性水平，称之为“平衡活性”。

22.平衡剂活性对催化裂化反应有什么影响？

平衡剂活性过高，会导致剂油比、反应速度、焦炭选择性及重油转化率下降。

平衡剂活性过低，将导致反应温度过高，热裂化反应增加，使选择性变差，焦产率增加。

23.什么叫催化剂的选择性？

选择性表示催化剂能增加所需要的产品（轻质油品）和减少副产品（焦炭、干气等）的反映的选择能力。

它受催化剂类型和不同的金属污染程度影响。

24.什么叫催化剂中毒？

进料中的铁、镍、钠、钒和铜，当它们沉积在催化剂上时产生不希望有的反应，降低了催化剂的活性和选择性，单程转化深度会降低。

产品选择性变差，表现为焦炭、氢气产率增加，汽油产率下降，干气产率增加，产品的稀烃度增加。

催化剂的金属污染主要是指镍和钒的污染，镍起催化脱氢作用，钒的脱氢活性通常认为只有镍的1/4，但它破环催化剂的佛石结构，尤其是与钠共存时。

25.催化原料中重金属存在形态如何？

重金属在原料中以金属化合物形式存在，在反应中分解，金属就沉积在催化上。

26.钝化剂的原理是什么？

基于钝化剂有效组分随原料油一起沉积在催化剂表面，并和金属镍、钒等发生作用或是形成金属盐或是以膜的形式覆盖在污染金属表面，其结果是改变污染金属的分散形态和存在形式，是其转变为稳定的、无污染活性的组分，抑制其对催化剂活性和选择性的破坏。

27.钝化剂注入量多少为合适？

根据催化剂重金属污染程度和进料中重金属含量而定，衡量催化剂的金属污染程度的最灵敏指标时催化干气中的H2/CH4。

一般干气中H2：

CH4达到1.1左右，具体地说，H2：

CH4比值＞1.3时可以快速加入，＜1.0时可以慢速加入。

28.什么叫催化剂的热崩?

它和什么因素有关?

水碰到高温催化剂迅速汽化,而使催化剂颗粒崩裂的现象叫做催化剂热崩。

它主要和再生温度,补入再生器的新鲜催化剂中含水量,反应-再生系统蒸汽含水量及稀相喷水有关。

29.催化剂的化学组成？

催化剂的化学组成表示催化剂中主要成分及杂质的含量，通常包括Al2O3、SiO2、H2O、Na2O、Fe2O3、SO42-等，有时还包括RE2O3。

30.什么是催化剂的灼烧减量？

灼烧减量是指催化剂中所含水分、铵盐及炭粒等挥发组成的含量。

800℃灼烧减量损失，在生产中控制其减量≤15%,少量结构水的存在对催化剂形成质子酸活性中心很重要。

一般催化剂干基=湿基÷

1.1。

31.催化剂的管理应注意哪些方面？

催化裂化催化剂吸水能力强，吸水后易结块，加料时造成困难，同时含水量大的催化剂加入到装置中，受热后水分瞬时气化，出现热崩现象，会加剧催化剂损失。

总之，使用微球型裂化催化剂，主要有两个方面需用注意：

储运过程中注意加强管理和人员的防尘保护。

应强调：

要集中存放，不得与其它粉状物料混淆；

防止受潮；

搬运中防止散失；

转移时，操作员要戴防尘器具。

32.催化剂跑损原因

新鲜催化剂含细粉多和使用过程中不断运动磨擦碰撞，在高温下主风中少量水汽产生所谓“热崩”呈细粉，随烟气排出，叫“烟囱损失”；

再生器的旋风、翼阀故障，引起跑损，叫做“设备跑损”；

反应操作不好，油浆固含量增大，外甩出装置，叫做“反应跑损”；

催化剂污染，活性降低，需要卸出部分平衡剂，用新鲜剂置换，叫“人为损失”。

33.操作变化对催化剂损耗有什么影响?

操作变化对催化剂损耗的影响如下:

（1）操作压力：

压力操作不稳定或突变,就加大烟气中催化剂夹带量,使催化剂损耗增加,因此在正常操作中应平衡两器差压及再生器压力。

（2）主风及各项蒸汽：

若主风量或水蒸气加大或发生大幅度变化,则会增加床层线速及旋风分离器入口线速,从而使催化剂带出量增加,尤其是水蒸气大量带水或喷入事故降温水,则不仅增加线速,而且使催化剂严重破碎增加细粉,使催化剂损失更大，所以操作中,在保证再生器烧焦最佳条件,使再生剂含炭量最低的前提下,尽量减少主风量及各种蒸汽和松动风量,除在万不得已的情况下,绝不能喷事故降温水。

（3）燃烧油及CO助燃剂：

燃烧油燃烧的烟风比为1.13,加上燃烧速度快以及燃烧后的高温造成气体膨胀,因此喷入燃烧油后,即使主风量不变,也会造成气量突增,再生器压力剧烈变化.双动滑阀猛开猛闭,造成催化剂大量跑损,另一方面,由于燃烧油是局部方位喷入,故造成整个床层的不均匀性。

因此尽量不用燃烧油,若要使用,必须缓慢调节燃烧油量,同时使燃烧油雾化良好.使用助燃剂后,可停喷燃烧油.同时又因大大减少二次燃烧的发生,减少了使用各种冷却蒸汽,冷却水的机会,这些对降低催化剂损耗都起了好的作用。

34.催化剂损失和补充的平衡关系？

对于催化剂的损失，应该分为正常和必要的跑损、排放和过多的损失两种情况进行讨论。

所谓必要的跑损和排放，是指在催化裂化中为保持理想的转化率，需要维持一定的催化剂平衡活性。

这就要求把在反应和再生循环过程中由于不断老化、污染中毒和磨损等原因而使活性变低的催化剂不断地以一定的速度置换出来。

一般情况下，由于催化剂在高温输送中流化过程中不断粉碎、磨损变细，对于较细的细粉，旋风分离器大部分不能回收而从烟气中带出。

为保持系统藏量而用小型加料补充新鲜催化剂可以满足以上要求。

对于加工重金属含量较高的装置，由于需要把催化剂上的重金属含量维持在一定的水平上，只用补充旋风分离器不能回收的催化剂是不够的，需要从再生器中卸出一定量的平衡催化剂，补充新鲜催化剂，进行较多的置换。

35.两器内部构件对催化剂损耗的影响?

主要影响因素有：

1、再生器分布器（分布板或分布管）:

要求分布器能把进入床层的空气沿床截面分配均匀,不致发生涡流,沟流,仿流等.力求密相密度大,稀相密度小,以利于减少催化剂损耗.

2、稀相沉降高度:

适当增加沉降高度,降低稀相浓度,减轻旋分器负荷,对减少催化剂损耗是行之有效的措施,一般有增加稀相段高度和降低料位操作两种。

再生器降低料位操作必须在满足催化剂再生的前提下进行.如果是溢流管,可降低溢流管高度.

3、料腿翼阀与床层的配合:

旋风分离器回收的催化剂,经由料腿和翼阀返回床层,料腿,翼阀和床层之间的合理配合,对催化剂的回收,有决定性的影响.

（1）一级料腿与床层的配合;

（2）二级料腿及翼阀;

4、翼阀的制造和安装角度:

安装角度一般为5-8°

较合理,同时料腿的拉紧固定极为重要。

翼阀板的开启方向,一般朝向器壁,便于催化剂流出.对于旋转床,其翼阀板的开启方向应顺着床层的旋转方向,这样有利于床层旋转流化.。

5、设备内部结构的焊接及衬里:

有些部位的焊缝容易裂开.裂开后,严重影响旋风分离器效率。

旋风分离器及再生器壁的耐磨衬里,表面必须光滑,否则也会影响旋风分离器效率,增加催化剂丰碎量,从而使催化剂消耗增大.

6、再生器锥体段:

再生器采用分布管后,分布管下的锥体段形成一死区.如120万吨/年的催化裂化装置的再生器的锥体段的死区,约存30吨催化剂.这部位的催化剂在生产中不起任何作用,但是增加了开工装剂时间.由于当时料腿还未封住.因而就大大增加了开工装剂时的催化剂跑损量.有不少装置用珍珠岩保温材料填平死区,顶上铺一层钢板,其距分布管底约800毫米,不仅减少开工催化剂损失,而且停工时,催化剂卸得较干净.

7、旋风分离器回收效率:

由于带入旋风分离器的催化剂量很大,对旋风分离器效率的要求很高,一般要求在99.99%以上。

只有旋风分离器入口线速过高或过低影响回收效率.则应调整线速.如无法调整则应增加或减少组数,减少组烽的有效措施是采取堵的办法,但应注意防止偏流。

36.三级旋风分离器的作用是什么？

三级旋风分离器能进一步除去烟气中的催化剂，使烟机入口烟气中含尘浓度不大于200mg/Nm3（有的不大于100mg/Nm3），粒度为10μm的不大于5%，以保证烟机叶片的寿命。

37.开工装催化剂时，如何避免催化剂大量的跑损？

开工装齐时应使用较少的主风时，加快加剂速度以便尽早建立旋分器料腿料封，可避免催化剂大量跑损。

38.卸催化剂的速度为什么不能过快

再生器中催化剂温度比较高，开始卸剂时候，催化剂温度为500～700℃。

如果卸料过快，会使催化剂卸料管线和储罐超温变形而造成损坏。

所以一般以控制催化剂卸料管线温度不大于430℃为宜。

39.催化裂化的化学反应原理？

催化裂化原料种主要的烃类有烷烃、环烷烃和芳烃。

（1）裂化反应主要是C-C健的断裂。

在碳原子数相同时，反应能力按烯烃＞烷基芳烃＞环烷烃＞烷烃＞芳烃。

（2）异构化反应主要是稀烃双健转移和正构稀烃变成异构稀烃反应。

（3）烷基转移主要指一个芳环上的烷基取代基转移到另一个芳烃分子上去。

（4）歧化反应与烷基转移密切相关，在有些情况下歧化反应为烷基转移的逆反应。

（5）氢转移反应主要发生在有稀烃参与的反应中，氢转移的结果生成富氢的饱和烃及缺氢的产物。

（6）环化反应是稀烃通过连续的脱氢反应，环化生成芳烃。

（7）缩和反应是有新的C—C健生成的相对分子质量增加的反应，主要在稀烃与稀烃、稀烃与芳烃及芳烃与芳烃之间进行，焦炭生成就是一种缩合反应。

（8）叠合反应是稀烃叠合是缩合反应的一种特殊情况。

（9）烷基化反应与叠合反应一样，都是裂化反应的逆反应。

烷基化是稀烃与烷烃之间的反应、芳烃与稀烃之间也可以发生反应。

上述的各种反应，分解反应始终是最重要的反应。

40.催化裂化原料油馏分组成对催化裂化反应的影响？

可以根据馏分组成来判断催化裂化原料的轻重和沸点范围的宽窄，当原料的化学组成类型组成相近时，馏分越重，越容易裂化；

馏分越轻，越难裂化。

催化裂化原料中小于330℃的馏分越少越好。

轻馏分多，不仅裂化要求条件苛刻，而且浪费了装置的处理能力和减少了全厂轻油收率，还会降低产品汽油的辛烷值。

目前一般催化裂化原料干点在520~550℃。

为扩大催化原料，要求进一步提高拔出深度，但由于重质部分的胶质、沥青质、重金属含量高，造成催化剂的重金属污染，使焦炭产率增加、轻质油收率下降，因此需根据原料性质及装置等具体情况而定。

原料中的硫对催化裂化加工过程有何影响？

原料中的硫会污染催化剂，使催化剂的活性和选择性变差，产品分部变坏，产品质量下降，汽提产率增加。

在提升官反应器内，伴随催化裂化反应一起发生的脱硫反应产生的大量硫化氢汽提，混入干气和LPG中，硫化氢以之影响后续加工装置的正常生产，再生器内随焦炭和吸附再催化剂上带入的硫氧化成SOX，使主风耗量增加，能耗增大。

41.惠炼催化裂化的原料由哪及部分组成？

减三蜡油、减四蜡油和部分加氢裂化尾油。

42.催化裂化反应过程的7个步骤是什么？

（1）反应物由油气流扩散到催化剂表面。

（2）反应物沿催化剂微孔向催化剂的内部扩散。

（3）反应物被催化剂内表面吸附。

（4）被吸附的反应物在催化剂表面发生化学反应。

（5）反应产物自催化剂内表面脱附。

（6）反应产物沿催化剂微孔向外扩散。

（7）反应产物扩散到油气流中。

反应速度的决定因素是吸附速度。

43.催化裂化反应的机理？

热裂化反应机理？

催化裂化反应机理为正碳离子反应。

热裂化的反应机理自由基反应。

44.什么是正碳离子？

所谓正碳离子是指缺少一对价电子的碳所形成的烃离子。

45.什么是热裂化反应的分类，产物特点及衡量指标？

热裂化反应可以归纳为两个类型，即裂解与缩合（包括叠合）。

裂解反应产生较小的分子，直至成为气体，即大分子转化为小分子的链断裂吸热反应，而缩合则朝着分子变大的方向进行，高度缩合的结果，便是生成稠环芳烃，以至生成碳氢比很高的焦炭，该过程为放热过程。

热裂化产物特点是高乙烯含量、含有部分甲烷及a烯烃、没有异构烃类及高的烯烃/烷烃比。

以下几种指标可以用来衡量热裂化的程度:

（1）（C1+C2）/i-C4比；

（2）丁二烯含量（3）C4/（C2+C4）比（可判断热裂化反应程度）

46.热裂化反应的减少措施是什么？

治本措施

（1）在提升管内改善原料油和催化剂的接触

这在加工重质原料时尤为重要，因原料雾化不好会导致反应器人口处油气与催化剂混合不均匀。

此时应改进进料段的设计，使用高效喷嘴，使油气充分雾化分散，油剂均匀接触，减少返混，提升管的平均线速应在10～15m/s。

左右。

（2）原料油和回炼油浆的质量要控制

劣质原料应先经预处理后再作催化裂化进料;

油浆密度大于y时不宜回炼。

（3）选取合适的操作条件

高反应温度和低剂油比会使热裂化反应加剧。

在有取热条件下，应尽量在保证再生效果的同时，降低再生温度，提高剂油比。

（4）合理选用催化剂

催化剂活性低导致热裂化反应上升，活性低的原因有催化剂品种的选择、催化剂置换速率、再生剂含碳量和再生温度影响，应区别对待。

重金属污染严重影响催化剂性能，从而影响热反应，此时可选择适宜的催化剂置换速率及金属钝化剂。

也可以控制原料的重金属含量口

（5）减少油气在提升管出口后的二次反应

应采取有效的催化剂和油气快速分离技术，避免油气在沉降器稀相因停留时间过长而过度裂化，该稀相区催化剂浓度非常低，此时一般为热裂化的反应。

工业装置上采用密闭式分离系统、粗旋以及急冷等措施可以降低热裂化反应，有效改善产品分布。

治标描施

（1）改善反应器和油气管线保温，避免从法兰、阀门等处大量散热;

（2）向反应器或旋分器内通人过热蒸汽;

（3）尽量缩短油气管长度，为冷凝的液体自动流人分馏塔提供坡度;

（4）管线中采用较高的油气流速（35一45rr}ls）;

（5）在反应器出口处使用大曲率半径弯头，在分馏塔人口处用小曲率半径弯头，并使弯头与分馏塔人口间距离最短。

（6）防止循环油浆与分馏塔人口油气大管线中的油气在管线出口端直接接触，造成油气急冷管壁结焦。

47.催化剂的汽提作用是什么？

汽提的作用是用水蒸气将催化剂颗粒之间和颗粒的孔隙内充满的油气置换出来，以减少焦炭产率，提高油品产率。

48.在操作中，汽提蒸汽量怎样确定？

与汽提段结构有关，一般汽提蒸汽量为催化剂循环量的0.2—0.4%（重），同时以床温为据，汽提蒸汽量增加到床温不随其升高而降低为止，不宜吹过多的蒸汽而浪费能源。

49.沉降器汽提蒸汽量的工艺控制？

沉降器汽提蒸汽量直接影响汽提效率和汽提段催化剂密度。

汽提蒸汽量过小，汽提段催化剂密度过大，可能会影响待生催化剂顺利送到再生器。

汽提蒸汽量过大，会增大装置能耗，增加运行成本。

正常生产时，根据生产负荷先控制较大的汽提蒸汽量，然后慢慢降低汽提蒸汽量，同时观察再生温度的变化，直到再生温度有所升高时再适当增大汽提蒸汽量。

当仪表故障或反应供汽中断造成汽提蒸汽流量突降或中断时，应立即大幅度降量操作或酌情切断反应进料，避免发生催化剂死床，造成催化剂循环中断。

50.提升管反应器的特点？

1、产品收率得到改善；

2、操作弹性及灵活性较好；

3、处理量大；

4、操作控制灵活；

5、对再生剂含碳要求较高；

6、适合处理重质原料；

7、产品质量要好；

8、有利于烟气能量回收。

51.再生器主风分布器的作用是什么？

作用是均匀分布气体，促进气、固相的接触，支承整个催化剂床层，防止固体漏下来。

52.什么是临界喷嘴？

其作用是什么？

临界流速喷嘴简称临界喷嘴，是装在两法兰之间的一个收敛喷嘴，收敛端指向下游，其直径一般在50-102毫米。

临界喷嘴作用是：

用来控制通过三旋料腿的下流烟气的流量，以保证三旋的分离效果。

53.提升管喷嘴的作用?

使原料油雾化粒径小，增大传热面，提高原料油分散程度高，油雾与催化剂的接触机会较均等，从而提高了汽化速率改善产品分布。

我装置基础设计按照SEI设计为BWJII喷嘴，现在改为LPEC的LPC型喷嘴或者CS喷嘴。

54.催化裂化装置的三大平衡是什么？

（1）物料平衡：

主要是指进入和排出反应-再生系统的各种物料平衡。

如：

原料与产品、单程转化率与回炼比、生焦与烧焦、供氧与需氧、催化剂损失与补充，气体产量和气压机能力的平衡。

（2）热平衡：

是反应需热和供热的平衡。

（3）压力平衡：

是指反应系统之间的平衡。

压力平衡是维持催化

剂正常循环的关键。

55.反再系统热平衡的关系？

反再热平衡是指反应需热与供热的平衡。

反应所需热量的提供主要是再生器烧焦放出的热量通过催化剂循环传递到反应器，因此反应器和再生器应保持需热和供热的平衡，才能保持一定的反应温度和再生温度。

反应温度和再生温度的确定分别是根据原料油的性质、生成方案、对转化率的要求和烧焦速度及再生形式的要求确定的。

操作中往往是反应温度，再生温度是反应器、再生器的热平衡结果。

一般装置采取取热器和加注金属钝化剂技术以适应重油催化裂化的需要，其目的是保证反应器和再生器的热平衡。

通常热平衡主要是通过掺渣量来调整，当循环量超过一定极限时，由预热温度调节。

非正常的热平衡，如热过剩，是由于操作或管理不当而引起的反应器和